尽管钙离子在调节精子获能、超激活运动及顶体反应等分子过程中具有重要作用，但其分子调节机制尚未明确。研究证实，精子获能、超激活运动等系列分子过程依赖于细胞内 ATP水平利用，同时受cAMP-PKA信号通路及Ca2+级联信号调控，其中蛋白磷酸化是精子获能的标志性分子事件。然而，除蛋白磷酸化修饰之外，精子获能过程中是否存在蛋白乙酰化、琥珀酰化等其他修饰过程；钙离子是否参与调节这些修饰过程；而其他蛋白修饰与磷酸化修饰之间以及与ATP水平之间是否存在关联性，相关研究报道甚少。本研究以精子线粒体及代谢酶活性为切入点，分析精子活力、蛋白修饰变化与能量代谢（ATP水平）的相关性，探讨钙离子对猪精子活力和蛋白修饰的影响及其作用机制，为进一步探讨哺乳动物精子获能的分子机制，体外调控猪精子的生理过程提供一定的理论依据。本研究主要做了以下四方面工作：　　1.通过计算机辅助精子活力分析仪（CASA）分析不同浓度钙离子对猪精子活力参数的影响。结果证实，钙离子对精子能动性(MOT)、平均路径速度(VAP)、平均直线运动速度(VSL)、平均曲线运动速度(VCL)等精子活力参数指标起双重调节作用，即低浓度钙离子（≤1.0 mM）促进精子活力，而高浓度钙离子（≥3.0 mM）抑制精子活力。　　2.精子细胞内能量代谢以及ATP水平直接影响精子活力。结果发现，钙离子浓度为1.0 mM时，其细胞内ATP水平、cAMP水平、GAPDH及AMPK活性较高；钙离子浓度为4.0 mM时，上述指标显著降低（P<0.05）。加入钙离子级联信号调节因子钙调蛋白抑制剂W7及钙调蛋白激酶抑制剂KN-93后，高浓度钙离子（4.0 mM）的抑制作用得到缓解。结果表明，钙离子通过Ca2+级联信号影响GAPDH活性进而调节精子细胞内糖酵解过程，进一步影响精子细胞内ATP生成。此外，钙离子对猪精子线粒体膜电位极化具有显著调节作用，尤其是高浓度钙离子导致精子线粒体膜电位去极化。此结果预示钙离子可能参与调控猪精子线粒体内氧化磷酸化及三羧酸循环等能量代谢过程。　　3.为了验证上述预示结果的正确性，本研究利用Western Blot技术，分别测定不同浓度钙离子、级联信号调节因子对蛋白乙酰化及琥珀酰化等修饰的影响。结果显示，高浓度钙离子（4.0 mM）明显抑制猪精子蛋白乙酰化、微管蛋白乙酰化及琥珀酰化；W7和KN-93能缓解高浓度钙离子（4.0 mM）对蛋白修饰的抑制作用。有趣的是，研究发现钙离子对蛋白酰化修饰的调节作用和细胞内ATP变化水平相一致，且cAMP-PKA信号因子也影响蛋白乙酰化及琥珀酰化修饰。结果表明，猪精子获能过程中除发生蛋白磷酸化修饰之外，亦存在蛋白乙酰化及琥珀酰化等修饰，磷酸化与乙酰化、琥珀酰化之间存在一定关联性。结果提示钙离子可能通过调节蛋白酰化修饰过程影响线粒体内氧化磷酸化和三羧酸循环等能量代谢过程，进而影响细胞内ATP水平。　　4.精子细胞内ATP水平调节蛋白磷酸化，后者与精子活力密切相关。结果显示，同精子活力、细胞内ATP水平以及蛋白乙酰化修饰等的作用结果相似，钙离子对蛋白磷酸化起双重调节作用，低浓度钙离子（≤1.0 mM）促进蛋白磷酸化，而高浓度钙离子（≥3.0 mM）抑制蛋白磷酸化。高浓度钙离子（4.0 mM）对蛋白磷酸化的抑制作用通过加入cAMP/PKA信号调节因子dbcAMP得到缓解，而加入PKA抑制剂H-89，抑制作用增强。同理，加入钙离子级联信号调节因子W7和KN-93，高浓度钙离子（4.0 mM）抑制磷酸化的这种作用得到缓解。结果表明，钙离子通过cAMP/PKA信号途径和钙离子级联信号进一步调节与猪精子获能相关的蛋白磷酸化。　　综上所述，钙离子对猪精子活力、细胞内ATP水平及蛋白修饰起双重调节作用，低浓度钙离子（≤1.0 mM）起促进作用，而高浓度钙离子（≥3.0 mM）起抑制作用；钙离子通过调节精子细胞内GAPDH、AMPK活性和MMP等与能量代谢有关指标的变化，影响精子细胞内能量代谢和精子细胞内ATP水平；钙离子及其级联信号调节因子影响蛋白乙酰化及琥珀酰化，磷酸化与乙酰化及琥珀酰化之间存在一定关联性；钙离子通过cAMP/PKA信号途径和钙离子级联信号进一步调节与猪精子获能相关蛋白磷酸化，进而调节精子活力。